汽轮机汽流激振
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300MW汽轮机组汽流激振问题及处理分析一、引言汽轮机是现代大型电厂的主要动力装置之一,汽轮机组的安全稳定运行对电厂的正常运营至关重要。
在汽轮机组的运行过程中,由于各种原因导致的汽流激振问题经常出现,给汽轮机组的安全稳定运行带来了很大的挑战。
本文主要围绕300MW汽轮机组汽流激振问题展开讨论,对该问题的产生原因、影响、处理方法等进行深入分析,以期为相关从业人员提供一定的参考。
二、汽流激振问题的产生原因汽流激振是指由于汽轮机内部高速气流的作用而引起的振动问题。
其主要产生原因如下:1. 气动力不平衡在汽轮机组的设计和运行过程中,往往会产生气动力不平衡,导致气流在汽轮机内部产生过大的压力差,从而引起振动。
2. 气动力瞬变汽轮机组在启动和停机的过程中,往往会出现气动力的瞬变现象,这种气动力的不稳定性会导致汽流产生激振。
3. 非定常气动力当汽轮机组在部分负载、变负载或其他非定常运行状态下,气流也会产生非定常的特性,从而引起汽流激振。
三、汽流激振问题的影响汽流激振问题在汽轮机组运行过程中会产生一系列的不良影响,主要表现为:1. 振动增加汽流激振会导致汽轮机组内部的振动增加,严重时甚至会引起零部件的破坏。
2. 动、静叶片损伤汽流激振会引起汽轮机组内部动、静叶片的损伤,降低汽轮机的效率,缩短零部件的使用寿命。
3. 声音扩散汽流激振会引起汽轮机组内部的噪音扩散,影响电厂的生产环境和周边居民的生活环境。
四、汽流激振问题处理方法针对汽流激振问题,需要采取一系列的处理方法,以减轻其不良影响,保障汽轮机组的安全稳定运行。
主要的处理方法如下:1. 设计改进在汽轮机组的设计过程中,应当充分考虑气动力平衡和流场分布等因素,尽量减少气流激振的产生。
2. 运行调整在汽轮机组的运行过程中,应当根据实际情况,调整气动力的平衡和流场的分布,减少汽流激振的发生。
3. 监测诊断通过对汽流激振进行监测和诊断,及时发现问题,采取相应的措施,减少其对汽轮机组的影响。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理
一、汽流激振故障的原因
汽轮机内部的高温高压汽流在通过叶轮、驱动轴等部件时,随着速度的变化也会产生
不同程度的振动和冲击。
一般来说,如叶轮的弯曲刚度不足、转子不平衡、轴承支承变形
等原因都会引起部件振动,产生危及设备安全的汽流激振故障。
汽流激振故障的主要特征是设备受到的振动加速度随着频率的变化呈现出明显的峰值。
而汽轮发电机组汽流激振故障的频率一般较高,多数在3000Hz以上。
此外,激振仅出现
在某些特定的工况下,而不是一直存在。
汽流激振故障的处理方法分为两个方面:一是通过改变汽轮机的结构和参数来改善叶
轮和驱动轴等部件的结构性能,减少激振引起的危害;二是应用现代检测技术进行在线监测,及时发现故障并采取相应的维修或更换措施。
具体措施如下:
1、加强设计优化。
改良汽轮机的结构设计,增加立面负载承载能力,提高叶轮的弯
曲刚度,降低叶轮的振动幅值,减轻驱动轴的振动疲劳。
2、进行现场调试。
采用位移传感器、加速度传感器等现代检测技术对汽轮机内部的
振动状态进行在线监测,辅以传统的振动计测量,以确保汽轮机在运行中始终保持稳定和
安全。
3、及时维修带荷调整。
发现汽轮机存在汽流激振现象时,应及时停机检查,进行相
应的调整和维修,确保轴承平稳、轴线与叶轮轴线间的间隙稳定,消除故障隐患。
总之,通过加强设计优化、现场调试以及及时维修带荷调整等方法,我们可以有效地
避免汽轮发电机组汽流激振故障的发生,提高设备的可靠性和安全性。
汽轮机汽流激振文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-第十六节气流激振据国外资料报导在300MW和500MW 机组上曾发生过几起汽流激振的例子。
为了能较快地对这一种振动做出确切的诊断并制定有效的消振对策,下面将分别讨论汽流激振机理、特征和消振对策。
2.16.1 汽流激振机理这种振动是近十几年内在大容量高压汽轮机上发现的新问题,国处除对其振动机理进行过理论探讨外,一些国家,例如西德和美国,还建立了模拟置进行有关参数的测试,从其试验研究结果看,引起汽流激振的机理主要是由于密封间隙内压力径向分布不均和转子转矩径向不平衡,下面具体讨论这两种激振力引起振动的机理。
首先将轴封简化如图所示的两个齿,分别表示密封蒸汽入口和出口,轴封腔室内的压力在温度一定时,正比于腔室内的流量,假定转子在静止位置时前后齿的径向间相等,蒸汽流入量等于流出量,腔室内无环流。
若出口间隙小于入口间隙,如图,当转子发生径向位移时(这是所有自激振动的首要前提),出口齿通流面积的相对变化比入口齿通流面积相对变化林大,如果转子径向位移使该方向轴封间隙增大,则出口齿面积与入口齿面积这比也静止时的增大了,蒸汽流出量大于流入量,轴封腔室内压力降低;反之,则会增高。
由于转子的惯性作用,轴子位移和压力变化不是同步的,即转子向上位移到最高位置时,上部间隙为最小,但此时腔室内压力不是最高的;当转子从上部回到静止位置附近时,上部腔室内压力才是最高的。
这样转子上下注会形成一个压差,促使转子从静止位置继续向下运动,而使转子不能在位置上停留。
在转子继续向下运动的过程中,这种惯性滞后作用使下部腔室内压力又开始增加,这种汽体压将促使转子产生位移,形成涡动,由于涡动是汽流引起的,故称它为汽流激振。
当轴封间隙如图所示,情况则正好相反,轴封腔室内的压变化引起的力又阻碍转子移动,使转子趋于稳定。
上述分析的腔室内压差变化引起转子涡动力的分解,如图所示。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理汽轮发电机组是大型电力设施,其稳定性直接影响电网的正常运行。
但在使用过程中,往往会出现故障。
其中,汽流激振故障是一种典型的故障类型。
本文将对汽流激振故障的成因、特征及处理方法进行详细分析。
1. 成因汽流激振故障的主要成因是转子受到气体流动的作用,从而产生振荡。
具体来说,当转子旋转时,周围气体也跟随转动,形成较大的气体旋转强度。
该旋转强度会通过气体与转子间的相互作用力,传递到转子上,从而导致振动。
此外,转子的支撑结构刚度较低也是一种可能的成因。
如果支撑结构不能提供足够的刚度,转子受到的气体作用力将更明显,进而促使振动。
2. 特征汽流激振故障的特征表现为噪音和振动。
噪音产生的原理与成因雷同,来自转子受到气体作用力的运动。
振动则是由于转子在旋转过程中,受到激振力的作用产生。
锅炉磨损过重和其他因素的影响也会使得其发生更加严重的振动。
汽流激振故障通常表现为一定的频率和振幅,主要集中在低频或中低频带,可通过频率分析来判定是否存在此类故障。
然而,某些情况下,激振幅值可非常小,且只出现在一特定转速附近,这增加了隐蔽性,也使故障诊断更加困难。
3. 处理方法汽流激振故障的处理方法一般分为三类:结构强化、动态平衡与控制动力性能。
结构强化:可通过提高转子支撑结构刚性来减缓振动,例如增加支撑点、提高支撑刚度或加装支撑件等。
此外,合理的支撑结构设计也可以减弱转子失衡和轴向力的影响。
动态平衡:若因转子失衡而导致振动,则需要进行动态平衡。
该方法适用于不同转速下存在较大失衡量的情况,能够减小振动幅值。
控制动力性能:可通过控制机组的运行参数,例如改变喷气角度、调节喷嘴压力、减小机组负荷等,来改善转子受力情况,降低振动水平,稳定机组运行。
此方法适用于在一定运行范围内发生振动的情况。
综上所述,汽流激振故障是汽轮发电机组常见故障之一,特征是噪音和振动。
处理方法包括结构强化、动态平衡和控制动力性能等。
诊断和处理此类故障,可采用振动监测技术,检测相关频率,分析其原因,采取相应的措施解决问题,以达到稳定机组运行的目的。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理汽轮发电机组是一种常用的发电设备,它通过汽轮机驱动发电机发电。
但是在运行过程中,由于各种原因导致的汽流激振故障是不可避免的。
本文将对汽流激振故障进行分析和处理。
汽流激振故障是指汽轮机运行过程中,在流体动压力的作用下,装置或装置元件的振动频率和振动幅值不断增大,最终导致超过了设备的振动极限而引发的振动故障。
汽流激振故障对汽轮机的安全性和可靠性都有很大的影响。
汽流激振故障的原因有很多,主要可以分为以下几点:1.元件失稳:汽轮机的元件在长时间运行后,可能出现疲劳、断裂或者松动等情况,导致元件失稳,从而引起汽流激振故障。
2.设计不合理:如果汽轮机的设计不合理,例如流道形状不当或者装置结构不合理等,都可能导致汽流激振故障。
3.操作不当:如果操作人员在运行过程中没有按照正确的操作规程进行操作,例如不按照规定的负载运行、周期性起停等,都可能增加汽流激振故障的发生概率。
针对这些原因,我们可以采取以下措施进行处理:1.定期检查和维护:对汽轮机进行定期检查和维护,可以及时发现和解决元件失稳的问题,避免其演变为汽流激振故障。
2.优化设计:对已经发生汽流激振故障的汽轮机,可以通过对流道形状进行调整或者对装置结构进行改进来解决问题。
3.加强操作人员培训:通过对操作人员进行培训,提高他们的操作技能,确保他们能够按照正确的操作规程进行操作,从而减少操作不当引起的汽流激振故障。
我们还可以对已经发生汽流激振故障的汽轮机进行以下处理措施:1.降低负载:在汽流激振故障发生后,可以通过降低负载来减少振动的幅值,从而降低振动对设备的影响。
2.加强监测:对汽流激振故障发生后的汽轮机,可以加强振动监测,及时发现振动异常,进行处理。
汽流激振故障是汽轮发电机组运行过程中常见的故障之一,对汽轮机的安全性和可靠性都有很大的影响。
通过加强检查和维护、优化设计、加强操作人员培训等措施,可以有效地减少汽流激振故障的发生。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理汽轮发电机组是一种常见的发电装置,使用汽轮机驱动发电机发电。
在使用过程中,有时会出现汽流激振故障,这会影响到发电机组的正常运行。
本文将对汽流激振故障进行分析,并提供处理故障的方法。
一、汽流激振故障的原因分析1. 气体流动不稳定:在汽轮机内部,气体是以高速流动的方式进入和流出。
如果气体流动不稳定,会引起汽流激振故障。
造成气体流动不稳定的原因可能包括定子叶片损伤、进气量不足、排气系统阻力过大等。
2. 汽轮机顶盖失稳:汽轮机的顶盖是固定在转子上的零件,如果顶盖在高速运转中失稳,会产生振动力,导致汽流激振故障。
顶盖失稳的原因可能包括材料疲劳、安装不稳、转子不平衡等。
3. 转子不平衡:转子不平衡是导致汽流激振故障的一个常见原因。
转子不平衡可能是由于零件制造不精确、装配过程中的错误等引起的。
二、汽流激振故障的处理方法1. 定期维护保养:定期对汽轮发电机组进行维护保养,包括定期清洗空气滤清器、检查叶片是否有损坏、检查排气系统是否通畅等。
通过定期维护保养,可以确保发电机组的稳定运行,减少汽流激振故障的发生。
2. 检查顶盖安装:检查汽轮机顶盖的安装情况,确保顶盖安装牢固,防止顶盖失稳引起的振动力。
如果顶盖材料疲劳,应及时更换。
3. 平衡转子:对转子进行平衡校正,消除转子不平衡引起的振动力。
可以使用动态平衡仪进行转子平衡校正,确保转子平衡。
4. 增强检测手段:增加汽轮发电机组的振动监测和故障检测手段,及时发现和处理潜在的汽流激振故障。
可以使用振动传感器等设备,监测发电机组的振动情况,及时判断是否存在汽流激振故障。
5. 提高制造精度:加强对汽轮发电机组零部件的制造精度控制,减少由于制造不精确导致的汽流激振故障。
加强装配过程中的质量控制,确保零部件的精确装配。
三、汽流激振故障的处理注意事项1. 处理汽流激振故障时,应先确定故障的具体原因。
可以通过检查设备、振动监测等手段进行故障诊断,找出故障的真正原因。
某超临界600mw汽轮机汽流激振故障分析与处理1汽流激振故障简介汽流激振故障是汽轮机运行中常见的病害之一,其主要原因在于汽轮机运行时涡轮叶根部受到压力波影响,引起叶片和叶片根之间的隙缝变大,导致叶片出现激振。
超临界600MW汽轮机因机械设备技术参数更高,形式比较复杂,管辖面较大,临界机械台激振问题是汽轮机机组运行中的一个普遍难题。
2故障分析超临界600mw汽轮机的汽流激振故障主要受到以下几种因素的影响:(1)汽轮机张力不均衡:由于汽轮机在起动、调速、高设定负荷等运行条件下,汽机油箱里的气体流通情况、涡轮叶片之间的气动干扰和叶片根部外环阻力就明显增加,进而导致涡轮叶片张力不均衡,叶片出现激振现象;(2)叶片滚子磨损严重:叶片滚子一般磨损严重会造成叶片激振,尤其是超临界机组较大的激振;(3)叶片滚子座与叶片滚子之间的接触压力不均:当叶片滚子座与叶片滚子之间的接触压力均衡时,叶片滚子内部受力均衡,不会出现激振问题;(4)叶片滚子上有粒子:当叶片滚子上有粒子时,它们会分布在叶片滚子的接触面上,造成叶片滚子座、叶片滚子的接触压力分布不均,叶片也会出现激振现象。
3故障处理(1)根据汽流激振故障的特点,早期可以通过直流调速设备、调压设备和涡流测量设备,对超临界600mw汽轮机的涡轮机组和发电机组进行检测,及时排查出汽流激振故障;(2)可以通过更换汽轮机组上涡轮叶片和叶片滚子,并在叶片滚子上涂布润滑脂,来减少叶片激振;(3)检查汽轮机内机械张力调整部件是否磨损和损坏,确保机组张力均衡;(4)检查汽轮机组上的新风口、排气口、排气阀等,确保它们的有效性,减少机组叶片的激振。
4结论超临界600mw汽轮机的汽流激振故障是汽轮机运行中的一个常见问题,并有多种原因引起,解决这类故障的有效途径就是要综合分析与研究,结合汽轮机特点进行处理。
在运行和维护中,应该注意汽轮机组涡轮动平衡以及叶片滚子的磨损等情况,以及叶片滚子接触压力是否均衡,及时进行干预和处理,防止发生激振现象。
300MW汽轮机组汽流激振问题及处理分析摘要:汽轮机是热电厂的核心设备之一,而汽轮机组汽流激振问题一直是影响汽轮机安全运行与可靠性的重要因素。
本文通过对300MW汽轮机组汽流激振问题的分析,总结出了其主要原因和处理方法,以期为相关领域的研究和实践提供一定的借鉴意义。
关键词:汽轮机组;汽流激振;问题分析;处理方法一、引言汽轮机作为热电厂的核心设备之一,在发电过程中承担着转化热能为动能的重要功能。
在汽轮机运行过程中往往伴随着汽流激振问题,这些问题会对汽轮机的安全运行和可靠性造成严重影响。
尤其是在大型汽轮机组中,汽流激振问题更加严重,因此对于这一问题的研究与处理显得尤为重要。
1.汽轮机组结构设计存在缺陷在300MW汽轮机组中,由于叶片、转子、定子等零部件的结构设计不合理,存在着气体流动不良、叶片共振、叶片尾激振等问题。
这些问题会导致汽轮机组在高速运转时,气体流动受阻,压力波动加剧,从而产生气动力的非线性响应,最终引发汽流激振问题。
2.汽轮机组运行工况不佳在汽轮机组的正常运转过程中,由于负载变化、进汽温度、进汽压力、机组转速等运行工况的突变,会导致汽流激振问题的产生。
特别是在汽轮机组负载急剧变化时,气体流动容易失稳,从而引起气体动力学问题,最终导致汽流激振现象的发生。
3.汽轮机组零部件磨损严重随着汽轮机组的长期运行,在高温、高压、高速的工作环境中,零部件往往会出现严重的磨损和劣化现象。
这些磨损和劣化会导致叶片、转子、定子等零部件的非理想变形,从而引起汽流激振问题的发生。
1.结构设计优化针对汽轮机组结构设计存在的问题,可以通过改进叶片、转子、定子等零部件的结构设计,优化气动外形和内部流道结构,提高零部件的动态刚度和减振能力,从而减缓汽流激振问题的产生。
2.运行工况调整3.零部件维护保养对汽轮机组的叶片、转子、定子等关键零部件进行定期的维护和保养工作,修复和更换磨损严重的零部件,以保证汽轮机组的零部件在良好的工作状态下,减少汽流激振问题的发生。
300MW汽轮机组汽流激振问题及处理分析摘要:本文主要介绍了300MW汽轮机组汽流激振问题及处理分析。
首先介绍了汽流激振的形成原因和危害性,然后详细分析了汽流激振问题出现的原因和机理。
接着介绍了处理汽流激振问题的方法和策略,并结合实际案例进行了分析。
最后总结了处理汽流激振问题的经验和教训,并提出了未来工作方向和建议。
关键词:汽流激振;汽轮机组;问题分析;处理策略1. 介绍汽轮机是一种利用燃料燃烧产生的高温高压蒸汽来驱动涡轮旋转,从而产生电能的设备。
在汽轮机运行过程中,蒸汽的流动会产生一定程度的湍流,湍流对汽轮机的叶片和叶根会产生振动作用,这种振动即为汽流激振。
汽流激振不仅会导致汽轮机性能下降,还可能损坏轴承、叶片和叶根,严重时会导致汽轮机停机维修,给电厂的正常运行带来严重影响。
对汽流激振问题进行深入的分析和处理具有重要的意义。
2. 汽流激振问题的危害性汽流激振可导致汽轮机性能下降,功率损失增加,还会引起振动噪声,甚至对汽轮机组的机械零部件产生疲劳损伤。
一旦汽流激振严重,可能导致汽轮机停机,给电厂的正常运行造成严重影响,严重时还可能给电网系统带来电力波动和负荷断电等安全隐患。
3. 汽流激振问题的原因和机理(1)蒸汽流动不均匀。
蒸汽在汽轮机内部流动时,可能会受到叶片形状不均匀、叶片间距不一致、弯曲与扭曲等因素的影响,从而导致蒸汽流动的不均匀。
(2)叶片与叶根的不稳定振动。
叶片与叶根的设计和制造质量不良,容易受到汽流激振的影响,从而产生不稳定振动。
(3)系统共振。
如果汽轮机组与其他系统的振动共振频率相近,就会引起系统共振,产生汽流激振。
4. 汽流激振问题的处理方法和策略(1)加强对汽轮机叶片和叶根的设计和制造质量管理,确保叶片和叶根的质量满足使用要求。
(2)建立汽流激振监测系统,采用振动传感器和数据采集装置对汽流激振进行实时监测,及时发现和处理汽流激振问题。
(3)采用改善叶片设计、调整叶片间距、加装减振装置等技术手段来减缓汽流激振带来的影响。
汽轮发电机组汽流激振故障的分析及处理
汽轮发电机组汽流激振是指发电机组在内部转子电流不平衡、偏转和稳定性变异超出允许范围时,负责传送汽涡流到转子槽方向,通过涡流干扰在转子结构上,从而产生许多振动,可能导致发电机组损坏。
汽流激振是汽轮发电机组振动的主要原因之一,因此,必须特别重视。
汽流激振的主要原因是发电机组内部电流不均衡,其表现为三相电流不平衡,偏转不均匀、偏移大或稳定性变异超出允许的范围。
如果出现汽流激振,应首先检查发电机组内部电流是否不均衡。
对已知发电机流量不均衡的情况,可采取以下措施:
1.减少发电机供电电流。
可以通过降低发电机内部电阻或电容器来减少内部电流。
2.根据手动或自动控制系统调整额定功率。
可通过降低发电机厂家出厂时额定功率来调整功率,采用加变桨法降低特定负荷下峰值转矩。
3.将转子流量均衡装置的设计参数更改,使流量多相均衡装置正常工作。
4.正确安装发电机组。
正确安装发电机组,以减少汽流激振的发生。
以上是汽轮发电机组汽流激振的分析及处理方法,在有效地处理汽流激振的同时,应结合实际操作,进行备份准备,以确保设备安全运行。
第十六节气流激振
据国外资料报导在300MW和500MW 机组上曾发生过几起汽流激振的例子。
为了能较快地对这一种振动做出确切的诊断并制定有效的消振对策,下面将分别讨论汽流激振机理、特征和消振对策。
2.16.1 汽流激振机理
这种振动是近十几年内在大容量高压汽轮机上发现的新问题,国处除对其振动机理进行过理论探讨外,一些国家,例如西德和美国,还建立了模拟置进行有关参数的测试,从其试验研究结果看,引起汽流激振的机理主要是由于密封间隙内压力径向分布不均和转子转矩径向不平衡,下面具体讨论这两种激振力引起振动的机理。
2.16.1.1 汽封腔内压力周向变化起的激振力
首先将轴封简化如图所示的两个齿,分别表示密封蒸汽入口和出口,轴封腔室内的压力在温度一定时,正比于腔室内的流量,假定转子在静止位置时前后齿的径向间相等,蒸汽流入量等于流出量,腔室内无环流。
若出口间隙小于入口间隙,如图,当转子发生径向位移时(这是所有自激振动的首要前提),出口齿通流面积的相对变化比入口齿通流面积相对变化林大,如果转子径向位移使该方向轴封间隙增大,则出口齿面积与入口齿面积这比也静止时的增大了,蒸汽流出量大于流入量,轴封腔室内压力降低;反之,则会增高。
由于转子的惯性作用,轴子位移和压力变化不是同步的,即转子向上位移到最高位置时,上部间隙为最小,但此时腔室内压力不是最高的;当转子从上部回到静止位置附近时,上部腔室内压力才是最高的。
这样转子上下注会形成一个压差,促使转子从静止位置继续向下运动,而使转子不能在位置上停留。
在转子继续向下运动的过程中,这种惯性滞后作用使下部腔室内压力又开始增加,这种汽体压将促使转子产生位移,形成涡动,由于涡动是汽流引起的,故称它为汽流激振。
当轴封间隙如图所示,情况则正好相反,轴封腔室内的压变化引起的力又阻碍转子移动,使转子趋于稳定。
上述分析的腔室内压差变化引起转子涡动力的分解,如图所示。
当δm1>δm2时,腔压差作用在转子上使转子发生位移的力,该力与转子弹性恢复力之间夹角为Φ,Φ一般为0-90º。
此位移力可分解为一个与转子弹性恢复力方向相同的力;另一个与阻尼力相反的力,起负阻尼作用,当此力大于系统阻力时,转子便会产生自激振动。
当δm1<δm2时,腔室内压差作用在转子上的位移力正好与上述相反,如图所示,此力也可分解为两个力,一个与转子不平衡离心力方向相同;另一个与系统阻尼力方向相同,由此增加系统的稳定性。
上述分析的轴封是两个齿,实际轴封是多个齿,而且是连续的,即前一个齿的出口,即为下一个齿的入口,而且静止部分也有齿,但是拿其中一们单元来说,仍符合上述假定。
而且轴封虽是由连续齿构成的,但将其调整成喇叭形,即高压端间隙大于低压端时,就符合了每个齿出口间隙小于入口间隙的假定。
由模拟装置实测证明,由于轴封腔室内径向压差引起原转子涡动力比直观想像要大得多。
2.16.1.2 转子转矩不平衡引起的激振力
由于机组安装、运行中汽缸跑偏、转子径向位移等原因,转子相对于汽缸将发生偏移,造成蒸汽在转子上做的功径向分布不平衡,引起转子涡动。
转矩不平衡引起转子涡动力的分解所示。
径向间隙小的一侧因损失较小,蒸汽做功大于间隙大的一侧,由此使转子形成的转矩不平衡,此不平衡转矩可分解为一个作用在圆周上引起转了旋转的转矩和一个作用在转子中心上的不平衡力,此力与转子转向相同,并与阻尼相反,起负阻尼作用,当此力大于系统阻尼力时,转子便会产生自激振动。
当转子中心偏移汽缸中心不大时,汽隙激振力近似与转子偏移量、功率成正比,而与叶片高度和线速度成反比,若此激振力以相对值s表示,则
s=f△P/ul
式中 s—汽隙激振系数
△—转子中心偏移汽缸中心的位移量;
P――转子输出功率;
u—叶片平均线速度;
l――动叶高度。
由上式可见,汽流激振容易发生在大功率、叶片较小的高压转子上,加之高压转子质量较小,在不大的激振力作用下,会引起较显著的涡动。
2.16.2 汽流激振特征
(1)振动频率低于转子工作频率
从国外现场实测结果来看,振动频率如表2-1指出的那样,与转子一阶临界转速相对应。
国内报导过的50MW和200MW机组上发生的低频振动,开始怀疑是汽流激振,但其振动频率为0.5(转子工作频率),与汽流激振频率不符。
(2)振动有良好的再现性
由汽流激振机理可知,其激振力不论是由轴封腔室内压差引起的,还是由转矩径向不平衡引起的,其引起转子涡动的力都与蒸汽流量直接有关,即与机组有功负荷有关,因此一旦在某一负荷下发生汽流激振,必然人会随蒸汽流量的增大而加剧;相反,在小于某一流量下会消失,在以后某次升负荷和减负荷过程中将会有着良好的再现性。
(3)只能在大容量汽轮机高压转子上发生
从振动机理来说,有一定量的激振力才能形成涡动。
由摸拟实验和国外机组运行经验证明,从量值来说,这种不稳定力在较大容量汽轮机高压转子上才能形成。
国内在国产200MW机组的3、4瓦上发生的低频振动,曾有人怀疑是汽流激振,但这两个轴瓦是汽轮机中、低压转子的轴瓦,从汽流激振能量来说,引起汽流激振的可能性不大。
汽流激振诊断难点主要是要与轴瓦自激振动、分谐波共振相区分,这三种振动特征主要差别见表2-5。
目前由于这种振动在国内还未发生过,因此其特征和诊断经验尚待在实践中积累、总结和提炼。
2.16.3 消振对策
由汽流激振机理可知,消除这种振动的对策不外乎从减少激振力和增加系统阻尼两个方面入手,就现阶段来说,增加系统阻尼还只能从支承系统增加,具体对策如下:
1)调整汽缸和转子中心,避免运行中转子和汽缸中心发生明显偏移。
2)增大转子与隔板之间的轴向间隙。
由计算和实验得到随着喷嘴、静叶与动叶之间的轴向间隙的增大,可以显著地减少汽流涡动的激振力,但由此会明显降低汽轮机的内效率。
3)改变调速汽门开启程序,以此避免转子在单侧蒸汽力作用下发生明显的径向偏移和在转子上产生不平衡力矩。
4)增加轴瓦阻尼,例如减少轴瓦间隙、增加轴瓦长度,采用黏度较大的润滑油等。
5)采用稳定性较好的轴瓦,增设挤压油膜阻尼器等。
6)提高车子临界转速。